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题名粗糙表面对低雷诺数翼型气动特性及流场影响实验研究
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作者
邓浩东
夏天宇
董昊
程克明
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机构
南京航空航天大学航空学院
南京航空航天大学航空航天结构力学及控制全国重点实验室
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出处
《实验流体力学》
北大核心
2025年第5期60-72,共13页
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基金
国家自然科学基金项目(11872208)
国家数值风洞工程项目(0747-22665CCMY003)。
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文摘
为探究粗糙表面对低雷诺数翼型气动特性和流场的影响及作用机理,本文针对SD8020翼型开展了实验研究(Re=4×10^(4)),测量了翼型的气动力,并采用荧光油膜、烟线流动可视化和热线技术观测了绕翼流场。研究结果表明:在小迎角(α=0°~3°)范围内,光滑翼型升力系数增长具有非线性特征,翼面层流分离泡结构突变是导致低雷诺数下翼型升力系数非线性变化的主要原因;过小的前缘粗糙度(Sa+=0.000 25)不会对流场产生明显影响,适当大小的前缘粗糙度(S_(a)^(+)=0.005 1、0.013)能够延缓边界层分离、加快剪切层再附,缩小甚至消除层流分离泡,显著降低气动阻力并增大升阻比,与光滑翼型相比,最大升阻比分别提升35.7%和41.4%;Sa+=0.013的前缘粗糙度能够减弱小迎角范围内升力系数增长的非线性特征,显著提高小迎角下的升力系数(迎角α=2°时提高约219.5%);粗糙前缘加快了扰动增长(表现为高频速度脉动、T–S波的增长),将壁面涡量更快地上卷至流场中,更早发展形成涡结构,涡结构可以加强法向对流,提高边界层对逆压梯度的抵抗能力,延缓分离;边界层分离之后,涡结构在分离剪切层转捩过程中起主导作用,加快流动转捩,流动提前再附。
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关键词
低雷诺数
层流分离泡
边界层转捩
粗糙表面
Λ涡
气动特性
翼型
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Keywords
low Reynolds number
laminar separation bubble
boundary layer transition
rough surface
λvortex
aerodynamic characteristics
airfoil
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分类号
V211.41
[航空宇航科学与技术—航空宇航推进理论与工程]
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